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(2010?湖南三模)一个初速度为零的质子,经过电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度B的匀强磁场,已知质子质量m,电量q,试求:
(1)质子进入磁场中的速度?
(2)质子在磁场中运动的轨道半径及周期?
分析:(1)粒子在电场中加速,由动能定理即可求得粒子的速度;
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,列出动力学的方程即可求得质子在磁场中运动的轨道半径及周期.
解答:解:(1)粒子在电场中加速,由动能定理得:qU=
1
2
mv2
            
速度为:v=
2qU
m
  …(1)
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,得:
Bqv=
mv2
R

解得:R=
mv
qB
  …(2)
将(1)式代入(2)式得:R=
1
B
2Um
q
      
质子在磁场中运动的周期:T=
2πR
v
=
2πm
qB

答:(1)质子进入磁场中的速度为v=
2qU
m

(2)质子在磁场中运动的轨道半径为R=
1
B
2Um
q
,周期为v=
2qU
m
点评:该题考查带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动,使用到几个基本的公式,难度不大.
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